不同煅烧温度对碳纳米管活化PMS降解四环素的性能研究

环境中大量监测出的四环素类抗生素对于生态系统和人类健康造成了严重的威胁,碳基催化剂活化过一硫酸盐（PMS）降解水中四环素的技术因其环境友好以及无二次污染而受到广泛关注,但其催化氧化效果有待提升。本文采用不同煅烧温度下的碳纳米管（CNTs）活化过一硫酸盐（PMS）降解水中四环素（TC）,同时考察了PMS浓度、CNT投加量以及初始pH值等反应条件对四环素降解的影响。结果表明,煅烧温度为950℃下处理的CNTs具有最佳的活化PMS的性能,且当初始pH为9、CNT投加量为0.4 g/L、PMS与TC的物质的量浓度比为20：1时TC达到最佳的讲解去除效果。     

C_OFe_2O_4催化PMS降解甲基橙的实验

采用溶胶凝胶法制备了磁性催化剂铁酸钴(C_OFe_2O_4),借助于X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET比表面积、磁滞回线(VSM)等手段对催化剂进行表征。以甲基橙溶液模拟染料废水,开展了C_OFe_2O_4催化活化过一硫酸氢钾(PMS)降解甲基橙的实验研究。考察了催化剂用量、PMS的浓度、溶液初始p H、反应温度对甲基橙降解效率的影响,得到了反应的最佳条件。当C_OFe_2O_4浓度为0.16 g/L,PMS浓度2.3 mmol/L,溶液初始pH为3,反应温度为25℃时,甲基橙的降解效率可达89.96%。通过查阅相关文献及X射线光电能谱分析(XPS)推测了甲基橙的降解机理。     

铁盐改性蒙脱土活化过一硫酸盐去除水中双酚A效能与机理

有机微污染物是饮用水处理的新兴难题,过一硫酸盐氧化是去除有机微污染物的有效途径,但存在催化剂成本高、制备和再生过程复杂等问题。本文尝试利用三价铁盐改性后的蒙脱土（Fe-MMT）作为过一硫酸盐催化剂,研究Fe-MMT活化过一硫酸盐（PMS）降解饮用水中双酚A的规律和效能。实验结果表明:双酚A能够快速吸附到Fe-MMT表面,并在1 h内的去除率高达96.4%。分析认为,Fe-MMT的纳米级层间距加速了Fe³⁺与PMS间的电子转移,有利于PMS活化分解产生HO·和SO₄·^-自由基,导致水中双酚A快速降解。此外,Fe-MMT的层状结构能够有效抑制水中背景腐殖酸成分对PMS活化的影响。铁盐改性蒙脱土的制备和再生过程简单,可作为过一硫酸盐催化剂应用于饮用水处理领域。     

GO/CoFe2O4催化过硫酸盐降解邻苯二甲酸二丁酯效能

为高效地去除水中环境激素类污染物,采用共沉淀法合成了氧化石墨烯负载钴尖晶石铁氧体(GO/CoFe_2O_4)催化剂,催化过硫酸盐(PMS)去除水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP).采用SEM、TEM、XPS、XRD对催化剂进行表征,研究不同条件下催化PMS去除水中DBP的效果,提出催化PMS反应机理.结果表明,GO/CoFe_2O_4为颗粒状尖晶石结构,室温下,DBP初始浓度为2μmol/L、催化剂投量为0.1 g/L、PMS浓度为20μmol/L、pH为7时,GO/CoFe_2O_4催化PMS体系对DBP的去除率可达89%,使用5次后催化效果仅降低5%.该新型复合催化剂高效、具有磁性、方便回收,具有良好的工程应用前景.     

载体酸碱性对镍基催化剂催化甘油水蒸汽重整制氢影响

采用等体积浸渍法制备了以Al2O3,SiO2,ZnO,MgO,白云石(CaMg[CO3]2)等具有不同酸碱性质氧化物作为载体的负载型镍基催化剂.在固定床反应装置中考察了上述催化剂的甘油水蒸汽重整制氢的催化性能.结果表明:在常压、反应温度350～500℃条件下,载体酸碱性对镍基催化剂甘油水蒸汽重整制氢的催化性能影响很大.相比负载于酸性氧化物载体的镍基催化剂(Ni/Al2O3,Ni/SiO2),负载于碱性氧化物载体的镍基催化剂(Ni/白云石,Ni/MgO)能够获得更高的甘油转化率以及氢气选择性,在450℃时甘油转化率与氢气选择性可分别达到100％和84％.这表明以碱性氧化物作为负载镍催化剂载体时,镍基催化剂对甘油水蒸汽催化重整制氢反应有较好的催化性能.     

Co-MOFs衍生的钴基化合物催化氧化典型VOCs研究进展

基于催化氧化技术在挥发性有机化合物(VOCs)末端治理方面有极高的效率,以及近年来金属有机骨架(MOFs)衍生的钴基化合物在催化氧化VOCs中的优异表现,文章总结了4种典型的钴基MOFs(ZIF-67,ZSA-1,Co-MOF-71和Co-MOF-74)及其衍生的钴基催化剂的组成与制备方法,并综述了其衍生物催化氧化几种典型VOCs(甲苯、邻二甲苯、甲醛和丙酮)的研究进展。最后归纳了反应过程中空速和湿度等因素对钴基化合物催化氧化VOCs的影响,探讨了MOFs衍生的钴基催化剂的反应机理,并对MOFs衍生的钴基催化剂在VOCs氧化中的研究进行了展望。     

功能化碳纳米管的制备及其强化Fe3+/过硫酸氢盐体系水处理性能

Fe3+是良好的过硫酸氢盐(PMS)催化剂,具有环境友好、来源广泛等优点,但是Fe3+/PMS体系性能受限于Fe3+/Fe2+低的转化效率.将功能化碳纳米管(O-CNT)与Fe3+结合共同催化活化PMS用于水处理.采用扫描电镜、X射线衍射、傅立叶红外、X射线光电子能谱及拉曼光谱等对O-CNT的形貌、组成及结构进行了系统...     

Ni-Zr-Al系非晶合金活化处理的数学模型

利用平面流铸法制备了Ni23.3Zr6.7Al64Cu2.3Ce3.7非晶合金,用碱洗抽Al的方法进行活化以制备具有较大比表面积的Ni基非晶合金催化剂.利用XRD,BET,TEM等手段,研究了在不同活化条件下合金比表面积和结构状态的变化,并首次建立了非晶催化剂比表面积与活化时间关系的数学模型.     

制备条件对Fe-NiOx催化过硫酸氢钾的影响

采用溶胶凝胶法制备不同金属元素比例素比例的前驱体,并将得到的前驱体分别在400℃、500℃、600℃焙烧得到铁镍双金属氧化物(Fe-NiOx)催化剂。以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)降解率为标准衡量焙烧温度、金属元素比例制备的Fe-NiOx催化剂活化过硫酸盐(PMS)的能力,同时探讨了体系中PMS与DMP浓度比、Fe-NiOx催化剂投量对异相催化体系氧化能力的影响。结果显示,前驱体焙烧温度为400℃、500℃时,催化剂能力基本相同,DMP降解率分别为由16.54％、17.84％,当温度上升至600℃,DMP降解率显著提升至35.35％,表明600℃得到的催化剂具备更强的活性;在600℃条件下焙烧制得的不同金属元素比例的Fe-NiOx催化剂,c(Fe):c(Ni)=1:4、1:2、1:1、2:1、4:1制备的催化剂,DMP降解率分别为22.61％、32.63％、35.35％、38.60％、39.14％,Fe相对含量的增加提升了体系氧化能力,可能是催化剂表面成分因Fe增加而发生改变以及多价态之间的循环促进反应;PMS与DMP浓度比例由5:1上升至20:1时,DMP降解率达到45.79％,继续提升浓度比促进作用不显著,增加催化剂投量DMP降解率与改变反应物浓度比具有相似的趋势,确定最佳实验条件为PMS与DMP浓度比为20：1、Fe-NiOx催化剂投量为200mg/L。投加自由基抑制剂叔丁醇(TBA)、乙醇(EA),DMP降解率由49.85％分别降至21.44％、19.24％,表明体系中产生氧化物中主要为羟基自由基(·OH)以及少量硫酸根自由基(·SO4-)。     

负载型钼基催化剂的制备及其合成甲硫醇的性能研究

本文采用等体积浸渍法制备了一系列负载型钼基催化剂,系统研究了不同K/Mo摩尔比、第二助剂和不同载体的钼基催化剂对混合气(CO/H2S/H2)制备甲硫醇性能的影响.由催化剂的活性评价可知,当K/Mo摩尔比为2.0时,催化剂具有最大的反应活性;分别添加铁、钴和镍3种过渡金属制备的催化剂对甲硫醇的选择性大小顺序为:CoNiFe;比较SBA-15和Si O2两种载体,发现K-Mo-Co/SBA-15的催化活性明显高于K-Mo-Co/Si O2,甲硫醇的选择性达到46.77%.实验分别采用N2-吸脱附、XRD和H2-TPR等手段对不同K/Mo摩尔比和负载2种不同载体的钼基催化剂进行了表征,并对催化剂的结构和性能进行了探讨.     

制备条件对Fe-NiO_x催化过硫酸氢钾的影响

采用溶胶凝胶法制备不同金属元素比例素比例的前驱体,并将得到的前驱体分别在400、500、600℃焙烧得到铁镍双金属氧化物(Fe-NiO_x)催化剂。以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)降解率为标准衡量焙烧温度、金属元素比例制备的Fe-NiO_x催化剂活化过硫酸盐(PMS)的能力,同时探讨体系中PMS与DMP浓度比、Fe-NiO_x催化剂投量对异相催化体系氧化能力的影响。结果显示:前驱体焙烧温度为400、500℃时,催化剂能力基本相同,DMP降解率分别为16.54%、17.84%;当温度上升至600℃,DMP降解率显著提升至35.35%,表明600℃得到的催化剂具备更强的活性。在600℃条件下焙烧制得的不同金属元素比例的Fe-NiO_x催化剂,c(Fe)∶c(Ni)=1∶4、1∶2、1∶1、2∶1、4∶1,DMP降解率分别为22.61%、32.63%、35.35%、38.60%、39.14%,Fe相对含量的增加提升了体系氧化能力,可能是催化剂表面成分因Fe增加而发生改变及多价态之间的循环促进反应。PMS与DMP浓度比例由5∶1上升至20∶1时,DMP降解率达到45.79%,继续提升浓度比促进作用不显著,增加催化剂投量DMP降解率与改变反应物浓度比具有相似的趋势,确定最佳实验条件为PMS与DMP浓度比为20∶1、Fe-NiO_x催化剂投量为200 mg/L。投加自由基抑制剂叔丁醇(TBA)、乙醇(EA),DMP降解率由49.85%分别降至21.44%、19.24%,表明体系中产生氧化物的主要为羟基自由基(·OH)及少量硫酸根自由基(·SO-4)。     

负载型氮化钴钼催化剂的制备及催化性能

严格的环境法规规定了燃料中硫的质量分数,要求对燃料中的含硫成分进行深度脱硫,开发新型高效催化剂是降低硫的质量分数的一个有效方法。过渡金属氮化物是一种新型催化材料,其表面性质和催化性能类似于贵金属。通过一步浸渍法和分步浸渍法合成出氧化态催化剂,并以氢气和氮气通过程序升温还原反应制备出负载型氮化钴钼双金属催化剂,用模型化合物噻吩对催化剂的加氢脱硫性能进行了考察。结果表明,用分步浸渍法合成出的BⅡ类氮化钴钼催化剂的噻吩加氢脱硫活性最高;在其它条件相同情况下,高温、预活化有利于噻吩加氢脱硫反应,合成的AⅡ、BⅡ类催化剂HDS催化性能与氮化后的工业催化剂接近。应用氮化态催化剂可以避免因工业催化剂预硫化而带来的硫污染,因此具有广泛的应用前景。     

活性碳纤维负载喹啉铁活化PMS氧化染料的研究

以活性碳纤维(Activated carbon fibers,ACFs)为催化载体,制备出负载喹啉铁(8-hydroxyquinoline iron,QuFe)的催化材料QuFe@ACFs。采用活性艳红195(RR 195)染料为探针化合物,以过一硫酸氢盐(Peroxymonosulfate,PMS)为氧化剂进行催化氧化实验,探究QuFe@ACFs在不同因素对的催化活性的影响。实验结果表明:QuFe负载到活性碳纤维上,极大地提高其催化活性;在PMS存在时,QuFe@ACFs具有良好的持续催化性能;当PMS用量为0.5 mmol/L时,QuFe@ACFs/PMS体系的催化活性增加,但是当PMS用量低于或者高0.5mmol/L时,QuFe@ACFs/PMS催化活性降低;随着反应温度的升高,对染料RR 195去除效率增快。利用醇类捕获技术检测到QuFe@ACFs/PMS体系中的活性氧种是羟自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO4·-),并推测可能的催化氧化反应机理。QuFe@ACFs合成方法简单、实用性强,拓宽传统芬顿催化剂活化PMS的pH使用范围,解决传统铁离子活化PMS技术中存在的二次污染问题。     

Fe3O4/CuCo2S4复合物活化过硫酸一氢盐对有机染料的去除作用

采用水热法制备了Fe₃O₄/CuCo₂S₄复合催化剂,利用SEM、XRD、EDS对0.25-Fe₃O₄/CuCo₂S₄复合材料的表面形貌和结构进行表征,研究了复合催化剂活化PMS降解染料废水的效能。实验结果显示,在室温条件下,加入200 mg/L PMS、125 mg/L催化剂,20 mg/L RhB在40 min内去除率达到99.5%。自由基淬灭实验表明,Fe₃O₄/CuCo₂S₄活化PMS产生的羟基自由基、硫酸根自由基和单线态氧等活性物质均参与了RhB降解过程。回收实验表明,4次循环使用后RhB的降解率仍能达到94.2%,表明Fe₃O₄/CuCo₂S₄复合催化剂具有良好的可重复利用性和优异的催化活性,易于回收。Fe₃     

合成气制碳二含氧化合物铑基催化剂的研究

作为从非石油资源制备清洁燃料和化工原料的一种替代方法,煤、天然气和生物质经合成气催化转化制乙醇、乙醛和乙酸等碳二含氧化物引起了广泛的关注。铑基催化剂是合成气制碳二含氧化合物最有效的一类催化剂。对近年来用于合成制碳二含氧化合物的铑基催化剂的研究进行了总结,主要包括助催化剂、载体和制备方法及条件等,并指出了今后研究的方向。     

Ni—Zr—Al系非晶合金活化处理的数学模型

利用平面流铸法制备了Ni23.3Zr6.7ZAl64Cu2.3Ce3.7非晶合金,用碱洗抽Al的方法进行活化以制备具有较大比表面积的Ni基非晶合金催化剂,利用XRD,BET,TEM等手段,研究了在不同活化条件下合金比表面积和结构状态的变化,并首次建立了非晶催化剂比表面积与尖化时间关系的数学模型。     

溶胶凝胶技术包容均相催化剂及催化性能的研究

利用凝胶溶胶技术包容Co(pic)·4H2O络合物,并采用FT-IR、TG-DTA及SEM等技术对凝胶催化剂进行了表征.考察了不同的包容方法、活化条件及金属含量对凝胶催化剂催化活性的影响.结果表明采用一步合成法制备的包容催化剂,当填充钴含量为1.30%时,凝胶催化剂先水洗后二氯甲烷洗的活性最好.     

CoFe_2O_4纳米磁性粒子的制备及降解染料的研究

开发高效活化过一硫酸氢钾(PMS)的环保催化剂是环境催化领域一个崭新而极具挑战性的研究课题。本文采用水热法制备具有催化和磁性分离双重特性的纳米粒子CoFe_2O_4。通过XRD、XPS、VSM等对其进行表征,以染料亚甲基蓝(MB)为探针化合物,以PMS为氧化剂,考察CoFe_2O_4的催化性能。结果表明,10min内CoFe_2O_4对MB的去除率高达98%,并且经磁性分离重复使用6次以后,其催化活性基本不变,表明CoFe_2O_4具有良好的重复使用性,而且CoFe_2O_4还能够催化降解酸性橙7、弱酸性桃红、活性艳橙、碱性绿1和活性艳红等多种染料。采用抗坏血酸为自由基捕获剂,结合电子顺磁共振波谱证实了CoFe_2O_4/PMS催化体系的氧化活性种主要为SO·-4与·OH,并推测了其催化反应机理。     

氧化铈纳米材料合成方法的研究进展

氧化铈是一种应用十分广泛的稀土氧化物,主要在紫外吸收、发光材料、催化剂等方面。纳米氧化铈具有特殊的性质,能广泛应用于各种领域。结合近年来国内外氧化铈研究进展,综述了水热法、沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、微波法等氧化铈纳米材料的合成方法及研究现状,并总结了各种制备方法的优缺点。     

钴负载型磁石墨烯耦合过氧单硫酸盐去除橙红7分析

为充分利用过渡金属对过氧单硫酸盐（PMS）的催化活性,同时解决残余金属所带来的水体二次污染问题,实现催化剂的重复利用,将磁性Fe₃O₄颗粒和Co负载在还原氧化石墨烯（RGO）表面合成新型多相复合磁性材料（CF-RGO）,对比了PMS、RGO、CF-RGO、RGO/PMS、Co/PMS和CF-RGO/PMS等6种体系去除橙红7（AO7）的效果,并考察了不同初始pH、CF-RGO初始投量、AO7初始浓度对CF-RGO激活PMS去除水中AO7的影响。试验结果显示：PMS、RGO、CF-RGO和RGO/PMS体系基本不能去除水中AO7,而CF-RGO/PMS和Co/PMS体系则能有效去除AO7,且CF-RGO/PMS体系去除AO7的能力显著高于Co/PMS体系。对于CF-RGO/PMS体系,随着pH的增加,AO7的去除率先增大后减小,并在pH=5.0时达到最大去除率;CF-RGO初始投量对体系去除AO7的影响差异不大,总体呈正相关性;AO7初始浓度的不断增加会减弱体系的去除能力,从而降低AO7的去除率。同时,叔丁醇（TBA）和乙醇（ETOH）的投加证实了CF-RGO/PMS体系的自由基在pH=5.0时以硫酸自由基（·SO₄^-）为主,说明·SO₄^-对AO7的去除占主导作用。此外,重复使用该催化剂3次后发现其催化活性和稳定性均较好,Co、Fe等残留金属的检测结果也表明该催化剂对水体的二次污染极小。研究表明：CF-RGO作为催化剂可快速、高效地激活PMS去除水中AO7,且重复利用效果好、二次污染小;在pH=5.0,AO7、PMS初始浓度分别为0.03、0.2 mmol/L,CF-RGO初始投量为0.003 g的条件下,CF-RGO/PMS体系去除AO7效果最佳,去除率最高达95.8%。